(57)【要約】マルチレイヤネットワークにおいて、ネットワークの状況の変化に応じた上位レイヤネットワークの柔軟かつコスト効率のよい再構成を可能とする。各レイヤの各ノードがイベント−動作対応情報を格納したイベント−動作データベース（３０５）と、イベントが発生するとイベント−動作対応情報を参照して対応する動作を実行する動作実行制御部（３０４）とを有し、動作がイベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、所定イベントの発生を検出したノード（Ｎ１５、Ｎ１３）を起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に上位レイヤネットワーク（Ｌ２０４）を再構成する。
2012026132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークにおけるネットワーク再構成システムであって、
各レイヤの各ノードが、イベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を格納した格納手段と、イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行する動作実行制御手段と、を有し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークを再構成することを特徴とするネットワーク再構成システム。
【請求項２】
前記起点となるノードから前記パスを設定するノードまでの一連のノードの各々で順次実行されるべき動作とその実行条件のイベントとからなるイベント−動作対応情報は、制御用ネットワークから予め与えられていることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク再構成システム。
【請求項３】
前記イベントは各ノードが監視する隣接ノードとの間のリンクの状態変化であることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク再構成システム。
【請求項４】
前記起点となるノード、前記パスを設定するノードおよびこれらの間のノードは物理的なネットワークに属し、前記上位レイヤネットワークは前記物理的なネットワーク上に構築された仮想ネットワークであることを特徴とする請求項１−３のいずれか１項に記載のネットワーク再構成システム。
【請求項５】
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークを構成するノード装置であって、
制御用ネットワークを通して他のノードと制御情報を通信するための制御通信手段と、
データの転送に用いられるリンクの状態変化を監視するリンク監視手段と、
前記他のノードから受信したイベントもしくは前記リンク監視手段により検出されたイベントと当該イベントに対する動作の組み合わせを前記イベント−動作対応情報として検索可能に格納するイベント−動作データベースと、
前記イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行する動作実行制御手段と、
を有し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであることを特徴とするノード装置。
【請求項６】
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークの上位レイヤネットワークを設計するネットワーク設計装置であって、
前記上位レイヤネットワークのリンクを構築するために必要となる下位レイヤのネットワークにおけるパスの設定および通知メッセージの送受信の動作手順を計算し、その手順に関わる各ノードにおけるイベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を作成する設計手段と、
前記イベント−動作対応情報を該当するノードへ送信するための制御通信手段と、
を有し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークの再構成を可能にすることを特徴とするネットワーク設計装置。
【請求項７】
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークにおけるネットワーク再構成方法であって、
各レイヤの各ノードが、
イベントと、少なくともイベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせである動作と、の対応を示すイベント−動作対応情報を格納し、
イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行し、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークを再構成する、
ことを特徴とするネットワーク再構成方法。
【請求項８】
前記起点となるノードから前記パスを設定するノードまでの一連のノードの各々で順次実行されるべき動作とその実行条件のイベントとからなるイベント−動作対応情報が制御用ネットワークから予め与えられていることを特徴とする請求項７に記載のネットワーク再構成方法。
【請求項９】
前記イベントは各ノードが監視する隣接ノードとの間のリンクの状態変化であることを特徴とする請求項７または８に記載のネットワーク再構成方法。
【請求項１０】
前記起点となるノード、前記パスを設定するノードおよびこれらの間のノードは物理的なネットワークに属し、前記上位レイヤネットワークは前記物理的なネットワーク上に構築された仮想ネットワークであることを特徴とする請求項７−９のいずれか１項に記載のネットワーク再構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチレイヤネットワークに係り、特に上位レイヤのネットワークを再構成するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サービスプロバイダ（SP：Service Provider) によって、クライアントが有する地理的に離れた複数のローカルエリアネットワーク（Local Area Network：LAN) 間を接続し、一つの仮想私設網（Virtual Private Network：VPN)を構築するサービスが提供されている。クライアントは各LANからサービスプロバイダのネットワークの端に位置するエッジノードに接続する。クライアントの各LANからエッジノードに入るトラヒックはサービスプロバイダのネットワーク内をスイッチングされ、宛先のLANが接続している他方のエッジノードを通り、宛先のLANへ届けられる。クライアントにとって、サービスプロバイダのネットワークはあたかもLANスイッチのような働きをする。このようなサービスを提供する仕組みには、例えばIETF (Internet Engineering Task Force) で標準化されているVPLS (Virtual Private LAN Service) がある。【０００３】
多数のVPNサービスを収容するためには、サービスプロバイダのネットワークに大きなトラヒック容量が必要である。ネットワークのトラヒック容量を増やすための手段としては、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexing：WDM) が一般的である。これは、複数の異なる波長の信号を１本の光ファイバに多重して伝送する技術である。WDMを適用することにより、光ファイバ１本の伝送容量は数Tbpsに増える。現在主流のWDMシステムにおいて１波長あたりの帯域は10Gbps以上であるから、10Gbps以上の帯域をもつ回線を提供できる。さらに、光挿入分岐多重装置（Optical Add-Drop Multiplexer：OADM) や 光クロスコネクト装置（Optical Cross-Connect：OXC) で光ファイバを接続することにより、光信号を伝送する経路を波長ごとに切り替えることができる。OADMやOXCが導入されたWDMネットワークは波長ルーティングネットワークと呼ばれ、光ファイバを複数ホップ経由する地点間においても波長あたりの帯域をもつ回線 (波長パス) を提供できる。【０００４】
一方、多くのVPNサービスのクライアントが要求する帯域は100Mbpsや1Gbps程度である。また、常に回線容量分のトラヒックを送り続けることも稀である。したがって、VPNサービスのクライアントが実際に流すトラヒック量と波長パスの帯域との間には大きな差がある。そこで、波長パスをリンクとする論理ネットワークを構築し、その論理ネットワーク上において１波長の帯域よりも細かな粒度のパスを設定することにより、より細かい粒度のパスを仮想的なリンクとするVPNサービスが提供可能である。この論理ネットワークのノードとしては、OTN(Optical Transport Network）、SONET/SDH(Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy)あるいはMPLS-TP (Multiprotocol Label Switching-Transport Profile)に準拠したスイッチやIP/MPLS(Internet Protocol/ Multiprotocol Label Switching)に準拠したルータなどが考えられる。また、それらを組み合わせて、論理ネットワーク自体を複数階層で構築することも考えられる。このように、サービスプロバイダのネットワークを複数階層のマルチレイヤネットワークで構築することにより、VPNサービスを効率よく多重化して収容できる。【０００５】
(I) マルチレイヤネットワーク
図１にマルチレイヤネットワークの構成例を示す。この例では、下位レイヤの物理的ネットワークがノードN1101〜N1107およびリンクL1101〜L1109からなり、その上にノードN1201〜N1203およびリンクL1201〜L1203からなる上位レイヤの論理ネットワークが構築されている。【０００６】
上位レイヤのノードN1201、N1202、N1203は、下位レイヤのノードN1101、N1103、N1106とリンクL1110、L1111、L1112によりそれぞれ接続されている。簡単のため、リンクL1110〜L1112はそれぞれ１本の実線で示しているが、実際には複数本のリンクからなる場合もある。【０００７】
上位レイヤのノードN1201とノードN1203の間のリンクL1201は、リンクL1110、パスP1101、リンクL1111の系列を実体とする仮想リンクである。同様に、リンクL1202はリンクL1111、パスP1102、リンクL1112の系列を、リンクL1203はリンクL1112、パスP1103、リンク1110の系列を、それぞれ実体とする仮想リンクである。図示するように３つの仮想リンクL1201〜L1203を用いることで、ノードN1201、N1202、N1203にそれぞれ接続されたクライアントネットワーク（LAN）C1101、C1102、C1103に対してフルメッシュで接続するVLANサービスが構築される。【０００８】
サービスプロバイダのネットワーク内におけるクライアントLAN間の接続方法は様々である。サービスプロバイダのネットワーク内で、あるVPNに属するクライアントLAN間を図１のようにフルメッシュ状に接続する場合、いずれのクライアントLAN間も１ホップで到達可能となる。つまり、あるクライアントLANから送信されるトラヒックは、そのLANが接続するエッジノードによって、宛先のクライアントLANが接続するエッジノードへ直接送られる。トラヒックが複数ホップを経て送られることがないため、トラヒックの中継機能が不要となり、エッジノードの機能を簡略化できる。しかしながら、フルメッシュ接続は、クライアントLAN数の二乗でパス数が増加するために制御や管理が複雑になる。他方、エッジノードあるいはサービスプロバイダネットワーク内のその他のノードにクライアントのトラヒックを中継する機能を備えれば、クライアントLAN間はフルメッシュよりも少ないリンク数のメッシュ状、リング状あるいはツリー状に接続可能である。【０００９】
いずれのネットワークトポロジで接続するにしても、コスト効率の面から、前述した仮想リンクを用いるのが一般的である。仮想リンクの性能のうち伝搬遅延などは、そのリンクが実際に通過している物理経路に大きく依存する。したがって、クライアントが要求する性能（例えば伝搬遅延を小さく抑えること）を考慮してVPNを構築する場合、仮想リンクのうちいくつかが部分的に同じ物理経路を通る可能性がある。あるいは、サービスプロバイダのネットワークの最下位に位置するネットワークの形状により仮想リンクが同じ物理経路を通ることも起こりうる。例えば図１に示すような物理ネットワーク上にフルメッシュ状の論理ネットワークを構築するには、いずれか２本の仮想リンクが下位レイヤの同じリンクを通ることになる。図１では、仮想リンクL1202とL1203にそれぞれ対応するパスP1102とP1103が共に物理リンクL1107を通る。【００１０】
マルチレイヤネットワークにおいて、上位レイヤのネットワークに属する複数の仮想リンクが同じ物理経路を通っている場合、その物理経路を構成するノードあるいはリンクに障害が発生すると、上位レイヤのネットワークでは複数のリンク障害が発生することになる。図１において、リンクL1107に障害が発生すると、上位レイヤの仮想リンクL1202とL1203が同時に切断され、クライアントネットワークC1101−C1102およびC1102−C1103を繋ぐVLANの接続性が損なわれる。【００１１】
(II) 上位レイヤの接続性維持方法
このような上位レイヤの接続性を維持するための方法が種々提案されている。たとえば、特許文献１に開示された仮想トポロジ設計方法は、前述のような障害が発生しても、信頼性条件を満たすように下位レイヤパスの収容変更を設計することで上位レイヤのネットワークの接続性を維持しようとする。【００１２】
特許文献２に開示されたレイヤ型ネットワークの管理システムでは、下位レイヤ回線の障害等をイベントとして検出し、そのイベントによって影響を受ける上位レイヤ回線を特定して上位レイヤでの回線復旧処理を実行する。【００１３】
なお、下位レイヤのパスの障害に対して特許文献３に開示された予備系ルートの制御方式を適用することもできる。すなわち、下位レイヤにおいて、現用パスに障害が発生した際に、通信を予備パスに切り替えることで上位レイヤの接続性を維持することも可能である。さらに、動的なパス設定を行う方法としては、たとえば特許文献４に、ネットワーク上の故障に関する情報に基づき固定パスまたは動的パスの生成または削除を行うことで代替パスを設定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−２１１５５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３５４０３８号公報
【特許文献３】特開２００８−０６０７５５号公報
【特許文献４】特開２００８−１６６９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１の方法ではネットワークの設計時に想定される障害以外の障害、例えば多重障害などが発生する場合に接続性の維持が困難である。また、そのような場合に接続性を回復するためにはネットワークの再設計の計算が必要であり、回復までに多くの時間を要する。また、対応できる障害のパターンを増やすほど、必要となるリンク数が増加し、ネットワークの利用効率が低下するため、想定する障害パターンの数には限界がある。【００１６】
また特許文献２では、ネットワーク全体を管理する管理システムの集中制御が前提であり、下位レイヤ回線の障害に影響を受ける上位レイヤ回線を特定し、上位レイヤでの迂回処理を行うことにより接続性を維持しようとする。しかしながら、この管理システムは、あくまでも上位レイヤでの迂回パスの探索を行うものであるから上位レイヤの接続性回復方法の自由度は小さい。さらに、下位レイヤ回線の障害を検知して実際の迂回処理を開始するまでに、影響を受ける上位レイヤ回線の特定が必要であり、さらに複数の上位レイヤ回線が影響を受ける場合には、迂回処理で迂回パスを探索する処理自体に多大の時間を要する可能性がある。このために、特許文献２のシステムも、特許文献１と同様に、障害検知から回復までに無視できない時間を費やしてしまい、ネットワークの利用効率を低下させる。【００１７】
なお、特許文献３あるいは４の方法を特許文献１および２の方法に適用することは可能である。しかしながら、特許文献３の方法で提供される障害回復は、パスの送受信ノード間でパスの経路を変更するものであり、利用可能なパスの経路が存在しなければ障害から回復できない。【００１８】
また、特許文献４のパス設定方法は、パスの送信ノードが主体となってパスの状態を監視し、追加・削除・切り替え処理の判断を行っているために、障害等のネットワーク内イベントに対して実行できるのは代替パスの設定だけであり、ネットワーク全体の接続性維持のための柔軟な対応が困難である。【００１９】
要するに、上述したような障害回復方法では、マルチレイヤネットワークの下位レイヤの障害に対して上位レイヤのネットワークの接続性を回復・維持するためには限界があった。その理由の一つには、予め想定した障害に対しては上位レイヤの接続性を維持できるネットワーク設計ができるものの、設計したネットワークの耐障害性を超えるような障害が発生し、上位レイヤの接続性が失われる場合の対処法を設計できないことが挙げられる。また、下位レイヤの障害に対して、下位レイヤにおいて通信を予備パスへ切り替えることができるが、上位レイヤから見ると、それはあくまで１リンクの障害回復に過ぎず、上位レイヤの接続性を回復するという観点からは柔軟性に欠ける。【００２０】
そこで、本発明の目的は、マルチレイヤネットワークにおいて、ネットワークの状況の変化に応じた上位レイヤネットワークの再構成を可能とし、柔軟かつコスト効率のよいマルチレイヤネットワークの運用を可能とするネットワーク再構成方法およびシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によるネットワーク再構成システムは、複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークにおけるネットワーク再構成システムであって、各レイヤの各ノードが、イベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を格納した格納手段と、イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行する動作実行制御手段と、を有し、前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークを再構成することを特徴とする。【００２２】
本発明によるネットワーク再構成方法は、複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークにおけるネットワーク再構成方法であって、各レイヤの各ノードが、イベントと、少なくともイベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせである動作と、の対応を示すイベント−動作対応情報を格納し、イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行し、所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークを再構成する、ことを特徴とする。【００２３】
本発明によるノード装置は、複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークを構成するノード装置であって、制御用ネットワークを通して他のノードと制御情報を通信するための制御通信手段と、データの転送に用いられるリンクの状態変化を監視するリンク監視手段と、前記他のノードから受信したイベントもしくは前記リンク監視手段により検出されたイベントと当該イベントに対する動作の組み合わせを前記イベント−動作対応情報として検索可能に格納するイベント−動作データベースと、前記イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行する動作実行制御手段と、を有し、前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする。【００２４】
本発明によるネットワーク設計装置は、複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークの上位レイヤネットワークを設計するネットワーク設計装置であって、前記上位レイヤネットワークのリンクを構築するために必要となる下位レイヤのネットワークにおけるパスの設定および通知メッセージの送受信の動作手順を計算し、その手順に関わる各ノードにおけるイベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を作成する設計手段と、前記イベント−動作対応情報を該当するノードへ送信するための制御通信手段と、を有し、前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークの再構成を可能にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ネットワークの状況の変化に応じた上位レイヤネットワークの再構成を可能とし、柔軟かつコスト効率のよいマルチレイヤネットワークの運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】マルチレイヤネットワークの構成例を示すネットワーク図である。
【図２】本発明の一実施形態によるネットワーク再構成方法を説明するための正常動作時のマルチレイヤネットワークにおけるＶＰＮ構成例を示すネットワーク図である。
【図３】本実施形態によるネットワーク再構成方法を説明するための障害発生時のマルチレイヤネットワークにおけるＶＰＮ構成例を示すネットワーク図である。
【図４】本発明の一実施例によるネットワーク再構成システムにおけるノードおよびネットワーク設計装置のモジュール構成を示すブロック図である。
【図５】本実施例によるネットワーク再構成システムにおけるイベント−動作データベースの関連部分を示す模式的構成図である。
【図６】本実施例によるネットワーク再構成動作の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明によれば、マルチレイヤネットワークにおいて上位ネットワークの再構成を行う際に各ノードが行うべき動作とその順序を与えることで、各レイヤでのパス設定の処理をレイヤ内およびレイヤ間で協調して行い、上位レイヤの柔軟でコスト効率の良い再構成を実現することができる。すなわち各ノードの動作とその実行条件とを予め決めておくことで、たとえば障害発生後に経路計算や帯域割り当て計算などの時間を要する処理が不要となり、上位の論理ネットワークであるVPNの接続性を必要最小限のネットワーク資源を用いて迅速に回復することができる。また、複数の上位レイヤで複数の障害回復手続きが必要であっても、それらを並行して処理するので障害復旧に要する時間を大幅に短縮できる。以下、本発明の一実施形態によるシステムの構成および動作について詳細に説明する。
【００２８】
１．一実施形態
１．１）構成
説明の煩雑さを回避するために、図２に示す２層のマルチレイヤネットワークを一例として説明するが、これは任意のマルチレイヤネットワークのうちの任意の２層を例示するものである。
【００２９】
図２において、下位レイヤ１００のネットワークは、一例としてノードN11−N18がリンクL11−L18によってリング状に接続され、さらにノードN11とN14とがリンクL19によって接続されているものとする。この下位レイヤ１００のネットワークにおいて、ノードN11とN13との間、ノードN13とN15との間およびノードN15とN17との間に、パスP11、P12およびP13がそれぞれ設定され、これら３本のパスP11、P12およびP13がそれぞれ上位レイヤ１０１のネットワークの仮想リンクL201、L202、L203を構成しているものとする。したがって、上位レイヤ１０１のネットワークは、仮想リンクL201、L202、L203によりノードN21−N22間、N22−N23間、N23−N24間がそれぞれ接続されて構成され、４つのノードN21−N24の接続性が維持されている。ここでは、ノードN21−N24がそれぞれVPNのエッジノードであり、クライアントネットワーク（LAN）C1-C4がそれぞれ接続されているものとする。
【００３０】
さらに、本実施形態によるシステムにはネットワーク設計装置５００が設けられ、マルチレイヤネットワークの各ノードと制御用のネットワークを介して接続されている。ネットワーク設計装置５００は、後述するように、種々の障害あるいは通信品質劣化など（イベント）の発生を想定し、それぞれの障害回復方法を関連するノードの動作手順として計算してイベント−動作対応情報を作成する。こうして作成されたイベント−動作対応情報が対応するノードへ送信され、各ノードに格納される。
【００３１】
１．２）動作
このように上位レイヤ１０１のネットワークが構築されているときに、実際に下位レイヤ１００のネットワークに障害が発生すると、本実施形態によるシステムは上位レイヤ１０１のネットワークを再構築するように分散的に動作する。
【００３２】
たとえば図３に示すように、実際にノードN14で障害が発生したとする。ノードN15はパスP12での障害発生を検知すると、ネットワーク設計装置５００から受け取ったイベント−動作対応情報を参照して、このイベントに対応する動作を検索し、ここではノードN17へ当該イベント発生の通知を行う。
【００３３】
ノードN17はイベント発生通知メッセージを受信すると、ネットワーク設計装置５００から受け取ったイベント−動作対応情報を参照して、当該イベント発生通知メッセージの受信というイベントに対応する動作を検索し、ここではノードN11との間にパスP14を設定し、当該イベントが発生したことを上位レイヤ１０１の所定ノード（ここではN21およびN24）に通知する。
【００３４】
ノードN21およびN24は、イベント発生通知メッセージを受信すると、ネットワーク設計装置５００から受け取ったイベント−動作対応情報を参照して、当該イベント発生通知メッセージの受信というイベントに対応する動作を検索し、ここではノードN21およびN24が仮想リンクL204を検出する。こうして、上位レイヤ１０１のネットワークは、仮想リンクL201、L203、L204によりノードN21−N22間、N23−N24間、N24−N21間がそれぞれ接続され、４つのノードN21−N24の接続性が回復する。
【００３５】
なお、図２および図３では、パスP14を実体とする仮想リンクL204を設定したが、これに限定されるものではなく、ノードN21−N23間あるいはノードN22−N24間の仮想リンクを設定するようにイベント−動作対応情報を設計することも可能である。どの仮想リンクを設定するかは、コスト効率、パスの距離、ホップ数、伝搬遅延時間などの観点から最良のものを決定すればよい。したがって、本実施形態によるシステム動作は、上述した特許文献などに記載されているような迂回パスの探索ではなく、上位レイヤ１０１におけるネットワーク接続性を維持するための一連のノード動作である。
【００３６】
また、イベント発生通知メッセージをすべての上位レイヤにおける関連ノードへ通知することができるので、レイヤ数や回復すべき仮想リンク数とは独立に複数のレイヤで並行して障害復旧処理が可能となる。
【００３７】
１．３）効果
上述したように、本実施形態によれば、障害が発生した場合に各レイヤでのパス設定の処理をレイヤ内およびレイヤ間で協調して行うように、各ノードが行うべき動作とその順序をイベント−動作対応という形式で各ノードに予め格納しておく。これにより、上位レイヤの柔軟でコスト効率の良い接続性維持を達成できる。また、障害発生後に経路計算や帯域割り当て計算などの時間を要する処理が不要となり、上位の論理ネットワークであるVPNの接続性を必要最小限のネットワーク資源を用いて迅速に回復することができる。さらに、複数の上位レイヤで複数の障害回復手続きが必要であっても、それらを並行して処理するので障害復旧に要する時間を大幅に短縮できる。
【００３８】
２．一実施例
２．１）ネットワーク再構成システム
図４において、本発明の一実施例によるネットワーク再構成システムは、マルチレイヤネットワークを構成する複数のノード３００と、制御用ネットワーク４００と、上述したネットワーク設計装置５００と、を有する。複数のノード３００は、制御用ネットワーク４００を通してネットワーク設計装置５００に接続される。
【００３９】
各ノード３００は、通信トラヒックのスイッチングを行うスイッチ３０１と、スイッチ３０１を制御するスイッチ制御部３０２と、隣接ノードとの通信リンクLの状態を監視するリンクモニタ３０３とを有し、さらに本実施例によるネットワーク再構成動作を可能にする機能を有する。すなわち、各ノード３００は、イベントに応じた動作を実行する動作実行制御部３０４と、イベント−動作対応情報を検索可能に格納するイベント−動作データベース３０５と、他のノードおよびネットワーク設計装置５００との通信を行うための制御通信部３０６とをさらに有する。制御通信部３０６は物理的あるいは論理的な回線で制御用ネットワーク４００に接続しており、他ノードの制御通信部との間で制御メッセージを送受信する。
【００４０】
スイッチ制御部３０２はスイッチ３０１を制御し、データトラヒックの転送方路を切り替えることができる。リンクモニタ３０３はスイッチ３０１に接続している各リンクの状態を監視し、リンクの切断などを検出し、イベントとして動作実行制御部３０４へ通知する。
【００４１】
動作実行制御部３０４は、後述するように、制御通信部３０６を通して他のノードから通知されるイベントあるいはリンクモニタ３０３により検知されたイベントが発生すると、イベント−動作データベース３０５を参照して、入力したイベントに対する動作を決定し実行する。
【００４２】
イベント−動作データベース３０５に格納されたイベント−動作対応情報は、ネットワーク設計装置５００により生成される。ネットワーク設計装置５００は基本的に論理ネットワーク設計部５０１および制御通信部５０２からなる。論理ネットワーク設計部５０１は、後述するように、種々の障害あるいは通信品質劣化など想定されたイベントに対する障害回復方法を関連するノードの動作手順として計算し、イベント−動作対応情報を作成する。作成されたイベント−動作対応情報は、制御通信部５０２から制御用ネットワーク４００を通して、それぞれ関連するノードへ配信される。
【００４３】
なお、ネットワーク設計装置５００の論理ネットワーク設計部５０１と同等の機能は、図示しないメモリに格納されたプログラムをＣＰＵ（中央処理装置）等のプログラム制御プロセッサ上で実行することにより実現することも可能である。同様に、各ノード３００の動作実行制御部３０４と同等の機能は、図示しないメモリに格納されたプログラムをノードのプログラム制御プロセッサ上で実行することにより実現することも可能である。
【００４４】
また、制御用ネットワーク４００は、その物理的な伝送装置および媒体が複数のノード３００で構成されるマルチレイヤネットワークのものと一部または全部を共有してもよい。また、ネットワーク設計装置５００は制御用ネットワーク４００を通して各ノードに接続されていてもよいが、図４に限定されるものではなく、一つのモジュールとしてノード３００内に含まれていてもよい。
【００４５】
次に、イベント−動作データベース３０５に格納されるイベント−動作対応情報について説明する。
【００４６】
２．２）イベント−動作対応情報
図５に示すように、各ノードのイベント−動作データベース３０５に格納されるイベント−動作対応情報は、イベントと動作の組み合わせであり、イベント、イベントID（識別子）および当該イベントに対応する動作からなる。以下、図３に示すようにノードN14の故障によりパスP12に障害が発生した場合を例にとって、イベント−動作対応情報の生成方法について説明する。
【００４７】
まず、ネットワーク設計装置５００の論理ネットワーク設計部５０１は、各種障害が発生した場合の障害回復方法を計算する。例えば、パスP12がノードN14の故障の影響により切断され、結果として上位レイヤ１０１の仮想リンクL202が切断された場合を想定する。この場合、この上位レイヤネットワークの接続性を回復するにはノードN21とノードN23、ノードN21とノードN24、ノードN22とノードN23、ノードN22とノードN24のいずれかのノードペア間に仮想リンクを設定する必要がある。
【００４８】
各々の仮想リンクを設定するには、下位レイヤ１００において、N21−N23間ではホップ数４、N21−N24間ではホップ数２、N22−N23間ではホップ数６、N22−N24間ではホップ数４のパスをそれぞれ設定しなければならない。ここでは図３のように、コスト効率の観点から下位レイヤ１００で設定しなければならないパスのホップ数が最小となるノードN21とノードN24間に仮想リンクL204を設定することとする。なお、障害回復するために追加する仮想リンクを決定する基準としては、この例ではコスト効率を用いたが、パスの距離、ホップ数、伝搬遅延時間など、他の指標を用いても構わない。
【００４９】
続いて、論理ネットワーク設計部５０１は、仮想リンクL204を追加するために必要な手順を計算する。L204をリンクとして用いるために、その両端のノードN21とN24においてL204をリンクとして検出しなければならない。ノードN21とN24においてリンクL204を検出するためには、パスP14を設定しておかなければならない。さらに、パスP14を設定するためには、ノードN17とノードN11との間でシグナリングを行う。ノードN17は障害が発生したノードN14とは隣接関係にないため、ノードN14で障害が発生した後にノードN17 (あるいはノードN11) からシグナリングを開始するためには、ノードN15 (あるいはノードN13) から通知メッセージをノードN17へ送らなければならない。
【００５０】
このように、仮想リンクL204を設定するために必要な手順を遡ることにより、どのノードがどのタイミングでどのような動作を行わなければならないかが判明するので、図５のようなイベントと動作の対応表（テーブルT1-T4）を作成することができる。論理ネットワーク設計部５０１は、作成したテーブルT1-T4を制御用ネットワーク４００を介してそれぞれノードN15、N17、N21、N24へ配付する。テーブルT1-T4をそれぞれ受信したノードN15、N17、N21、N24は、そのテーブルを自身のイベント−動作データベース３０５へ格納する。以下同様に、他のパスP11、P13の障害発生時のイベント−動作対応情報も関連するノードへそれぞれ配付され、各ノードのイベント−動作データベース３０５に格納される。
【００５１】
２．４）上位ネットワーク再構成シーケンス
図５に示すテーブルT1-T4がノードN15、N17、N21、N24にそれぞれ格納された状態で、実際に下位レイヤ１００（ここでは物理的なレイヤ）のノードN14で障害が発生した場合、上位レイヤの接続性が維持される手順を図６を参照しながら具体的に説明する。
【００５２】
図６において、実際にノードN14で障害が発生すると、ノードN15は自身のリンクモニタ３０３によりパスP12に障害が発生したことを検知する（ステップＳ６０１）。リンクモニタ３０３はパスP12に障害が発生したことを動作実行制御部３０２に通知する。ノードN15の動作実行制御部３０２は自身のイベント−動作データベース３０５に格納されているテーブルT1（図５）を参照し、リンクモニタ３０３からの通知内容がイベント１（ＩＤ＝１）に対応することを検出し、イベント１に対応する動作、すなわちノードN17へのイベント１発生の通知を行う（ステップＳ６０２）。この通知メッセージは制御通信部３０１および制御用ネットワーク４００を介してノードN17へ送信される。なお、パスP12で使用されていた帯域を解放するために、テーブルT1の動作にパスP12の削除を加えることもできる。
【００５３】
ノードN17の制御通信部３０１はイベント１の発生通知メッセージを受信すると、それをノードN17の動作実行制御部３０２へ通知する。ノードN17の動作実行制御部３０２は、自身のイベント−動作データベース３０５に格納されているテーブルT2（図５）を参照し、通知内容がイベント２（ＩＤ＝２）に相当することを検出し、イベント２に対応する動作、すなわちシグナリングによりノードN11との間にパスP14を設定する（ステップＳ６０３）。そして、イベント２が発生したことを示す通知を制御通信部３０１から制御用ネットワーク４００を介して上位レイヤのノードN21およびノードN24に通知する（ステップＳ６０４）。
【００５４】
ノードN21がイベント２の発生通知メッセージを制御通信部３０１を通して受信すると、動作実行制御部３０２は自身のイベント−動作データベース３０５に格納されているテーブルT3（図５）を参照し、通知内容がイベント３に相当することを検出し、イベント３に対応する動作、すなわちL204をリンクとして検出する。同様にノードN24においても同じリンクL204が検出され、結果として上位レイヤ１０１におけるネットワークの接続性が回復される（ステップＳ６０５）。
【００５５】
なお、上位レイヤ１０１以外の上位レイヤ１０２があり、パスP14の障害の影響を受ける仮想リンクが存在すれば、ノードN17の動作実行制御部３０２は、上述した手順でイベント２が発生したことを示す通知を制御通信部３０１から制御用ネットワーク４００を介して上位レイヤ１０２のノードN3aおよびノードN3bに通知し（ステップＳ６０６）、ノードN3aおよびノードN3bにおいてリンクL30xが検出され、上位レイヤ１０２におけるネットワークの接続性が回復される（ステップＳ６０７）。３以上の上位レイヤが存在しても同様の手順でネットワークの接続性を維持することができる。
【００５６】
このように、イベント−動作対応情報に従って複数のノードが順次それぞれの所定動作を実行することで、各上位レイヤにおいてパスP12の障害により仮想リンクが切断しても、新たな仮想リンクを生成して上位レイヤの接続性を維持することができる。
【００５７】
３．変形例
図６において言及したように、本発明はレイヤ数が２のネットワークに限定されるものではなく、レイヤ数が３以上でも適用可能である。また、各レイヤのノード数、リンク数は上記の説明で用いた数と異なっていても構わない。上記の説明では上位レイヤのネットワーク数が１であったが、上位レイヤのネットワークが複数存在しても構わない。
【００５８】
さらに、ネットワークの再構成処理の開始イベントをネットワーク障害検出ではなく、リンクの過負荷状態などの通信品質の悪化の検出とすることもできる。また、本実施例によれば、ネットワーク設計装置５００あるいはその他のネットワーク管理装置から制御メッセージを送信し、意図的にネットワークの再構成処理の開始イベントを発生させることもできる。
【００５９】
４．付記
上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
【００６０】
（付記１）
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークにおけるネットワーク再構成システムであって、
各レイヤの各ノードが、イベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を格納した格納手段と、イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行する動作実行制御手段と、を有し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークを再構成することを特徴とするネットワーク再構成システム。
【００６１】
（付記２）
前記起点となるノードから前記パスを設定するノードまでの一連のノードの各々で順次実行されるべき動作とその実行条件のイベントとからなるイベント−動作対応情報は、制御用ネットワークから予め与えられていることを特徴とする付記１に記載のネットワーク再構成システム。
【００６２】
（付記３）
前記イベントは各ノードが監視する隣接ノードとの間のリンクの状態変化であることを特徴とする付記１または２に記載のネットワーク再構成システム。
【００６３】
（付記４）
前記起点となるノード、前記パスを設定するノードおよびこれらの間のノードは物理的なネットワークに属し、前記上位レイヤネットワークは前記物理的なネットワーク上に構築された仮想ネットワークであることを特徴とする付記１−３のいずれか１項に記載のネットワーク再構成システム。
【００６４】
（付記５）
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークを構成するノード装置であって、
制御用ネットワークを通して他のノードと制御情報を通信するための制御通信手段と、
データの転送に用いられるリンクの状態変化を監視するリンク監視手段と、
前記他のノードから受信したイベントもしくは前記リンク監視手段により検出されたイベントと当該イベントに対する動作の組み合わせを前記イベント−動作対応情報として検索可能に格納するイベント−動作データベースと、
前記イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行する動作実行制御手段と、
を有し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであることを特徴とするノード装置。
【００６５】
（付記６）
前記イベント−動作対応情報は前記制御用ネットワークから受信して前記イベント−動作データベースに予め格納されていることを特徴とする付記５に記載のノード装置。
【００６６】
（付記７）
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークの上位レイヤネットワークを設計するネットワーク設計装置であって、
前記上位レイヤネットワークのリンクを構築するために必要となる下位レイヤのネットワークにおけるパスの設定および通知メッセージの送受信の動作手順を計算し、その手順に関わる各ノードにおけるイベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を作成する設計手段と、
前記イベント−動作対応情報を該当するノードへ送信するための制御通信手段と、
を有し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークの再構成を可能にすることを特徴とするネットワーク設計装置。
【００６７】
（付記８）
前記イベントは各ノードが監視する隣接ノードとの間のリンクの状態変化であることを特徴とする付記７に記載のネットワーク設計装置。
【００６８】
（付記９）
前記起点となるノード、前記パスを設定するノードおよびこれらの間のノードは物理的なネットワークに属し、前記上位レイヤネットワークは前記物理的なネットワーク上に構築された仮想ネットワークであることを特徴とする付記７または８に記載のネットワーク設計装置。
【００６９】
（付記１０）
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークにおけるネットワーク再構成方法であって、
各レイヤの各ノードが、
イベントと、少なくともイベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせである動作と、の対応を示すイベント−動作対応情報を格納し、
イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行し、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークを再構成する、
ことを特徴とするネットワーク再構成方法。
【００７０】
（付記１１）
前記起点となるノードから前記パスを設定するノードまでの一連のノードの各々で順次実行されるべき動作とその実行条件のイベントとからなるイベント−動作対応情報が制御用ネットワークから予め与えられていることを特徴とする付記１０に記載のネットワーク再構成方法。
【００７１】
（付記１２）
前記イベントは各ノードが監視する隣接ノードとの間のリンクの状態変化であることを特徴とする付記１０または１１に記載のネットワーク再構成方法。
【００７２】
（付記１３）
前記起点となるノード、前記パスを設定するノードおよびこれらの間のノードは物理的なネットワークに属し、前記上位レイヤネットワークは前記物理的なネットワーク上に構築された仮想ネットワークであることを特徴とする付記１０−１２のいずれか１項に記載のネットワーク再構成方法。
【００７３】
（付記１４）
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークを構成するノード装置が、制御用ネットワークを通して他のノードと制御情報を通信するための制御通信手段と、データの転送に用いられるリンクの状態変化を監視するリンク監視手段と、を有し、前記ノード装置のプログラム制御プロセッサを機能させるプログラムであって、
イベント−動作データベースが、前記他のノードから受信したイベントもしくは前記リンク監視手段により検出されたイベントと当該イベントに対する動作の組み合わせを前記イベント−動作対応情報として検索可能に格納し、
前記イベントが発生すると前記イベント−動作対応情報を参照して当該発生イベントに対応する動作を実行し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせである、
ように前記プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。
【００７４】
（付記１５）
複数レイヤで構成されるマルチレイヤネットワークの上位レイヤネットワークを設計するネットワーク設計装置のプログラム制御プロセッサを機能させるプログラムであって、
前記上位レイヤネットワークのリンクを構築するために必要となる下位レイヤのネットワークにおけるパスの設定および通知メッセージの送受信の動作手順を計算し、その手順に関わる各ノードにおけるイベントと動作との対応を示すイベント−動作対応情報を作成し、
前記イベント−動作対応情報を該当するノードへ送信し、
前記動作が、少なくとも、イベント発生を示すメッセージの特定ノードへの送信、少なくとも１つの上位レイヤネットワークのリンクを基礎づけるパスの設定、またはそれらの組み合わせであり、
所定イベントの発生を検出したノードを起点として順次特定されたノードが当該ノードに格納されたイベント−動作対応情報を参照しながら動作を実行することで、自動的に前記上位レイヤネットワークの再構成を可能にする、
ように前記プログラム制御プロセッサを機能させることを特徴とするプログラム。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は上位レイヤネットワークの再構成可能なマルチレイヤネットワークに適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００  下位レイヤ
１０１  上位レイヤ
３００  ノード
３０１  スイッチ
３０２  スイッチ制御部
３０３  リンクモニタ
３０４  動作実行制御部
３０５  イベント−動作データベース
３０６  制御通信部
４００  制御用ネットワーク
５００  ネットワーク設計装置
５０１  論理ネットワーク設計部
５０２  制御通信部
L11−L19  下位レイヤのリンク
L201−L204  仮想リンク
N11−N18  下位レイヤのノード
N21−N24  上位レイヤのノード
P11−P13  パス
【図１】
2012026132.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2012026132.tif 000009
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